本實用新型涉及一種二維降雨入滲試驗裝置。

背景技術(shù)：

滑坡與降雨的關(guān)系密切，長久以來許多專家學者都針對滑坡與降雨的關(guān)系做過大量的研究，其中主要有兩種途徑：一是基于降雨入滲誘發(fā)滑坡失穩(wěn)的物理過程建立相應的物理模型，再利用這些物理模型進行定量的評價；二是基于統(tǒng)計分析或者試驗方法尋求降雨與滑坡之間的相關(guān)規(guī)律。物理模型裝置操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、材料容易獲取，能夠很好的模擬降雨入滲的過程。但是一般的降雨入滲物理試驗裝置局限在一維，即垂直方向上的土壤入滲規(guī)律的研究?，F(xiàn)有試驗裝置如下：

201521006275.2河海大學公開了一種降雨入滲模擬裝置，其主要是針對一維狀態(tài)下不同降雨強度下土壤的入滲模擬試驗，而且能夠調(diào)節(jié)雨量，模型制作方便成本低。

201210369371.8清華大學公開了一種室內(nèi)土層降雨入滲自動測定系統(tǒng)，其主要運用自動化測定的理念通過采用各種傳感器能夠自動觀測進行測試工作，但同時由于需要系統(tǒng)構(gòu)造復雜成本較高，而且主要是針對一維狀態(tài)下的土壤入滲測試。

201520732401.6河海大學公布了一種室內(nèi)模擬降雨入滲的試驗裝置，其主要也是針對一維土柱的情況下，采用傳感器收集數(shù)據(jù)的方法。

為解決上述試驗裝置的局限性（只能在用于一維降雨入滲試驗），本實用新型設(shè)計了一種二維降雨入滲試驗裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種能夠方便拆裝，可以模擬不同降雨強度下的二維降雨入滲模擬試驗裝置，能夠方便模擬二維情況下的降雨入滲情況，從而能夠從水平向和垂直向?qū)涤耆霛B規(guī)律進行研究。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為：一種二維降雨入滲試驗裝置，包括滲流裝置和降雨裝置，降雨裝置將水滴落到滲流裝置中，

所述滲流裝置包括殼體，殼體上端為傾斜開口，在開口較低一端設(shè)有第一缺口，第一缺口兩側(cè)具有滑槽，在滑槽內(nèi)插入有擋水板，在殼體底部設(shè)有濾水板，在殼體側(cè)板上開設(shè)有多個用來插入水分傳感器的儀器采集孔；

所述降雨裝置包括外殼，在外殼安裝有滴水板，外殼下端開口形狀與殼體上端開口形狀相對應，所述外殼可分離式安裝在所述殼體上，在外殼一端設(shè)有與第一缺口相對應的第二缺口，擋水板可向上滑動到將第二缺口封閉。

所述殼體是擱置在滲流箱上，在滲流箱內(nèi)設(shè)有底面為斜面的空腔，在空腔較低一端設(shè)有滲流集水箱，殼體內(nèi)的水穿過濾水板流入到空腔內(nèi)，空腔內(nèi)的水匯集到集水箱內(nèi)，在所述集水箱上設(shè)有刻度線。

在擋水板下方外殼上安裝有徑流收集箱，在徑流收集箱設(shè)有刻度線。

在殼體外壁上設(shè)有多條刻度線。

在殼體外壁上設(shè)有掏土孔，在掏土孔上可拆卸式安裝有可將其密封的蓋板。

所述滴水板包括滴水板本體，在滴水板開設(shè)有多個滴水孔，所述滴水孔形狀為倒置的喇叭形，在滴水孔內(nèi)連通有滴水導管。

本實用新型的有益效果為：一是可適用于多種不同情況下的降雨試驗，具體的可適用于不同坡度下，不同的降雨強度下的試驗，也可進行積水入滲與徑流的試驗；二是本裝置為二維降雨入滲試驗裝置，相較于一維的裝置，本裝置能夠從水平向和豎直向進行試驗數(shù)據(jù)的搜集，從整體上講，其入滲規(guī)律更加貼合實際情況；三是本試驗裝置構(gòu)造簡單，不需采用復雜的一起設(shè)備，無需精密的試驗設(shè)備，但同時能夠達到較好的試驗效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明：

圖1為本實用新型主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實用新型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3為本實用新型關(guān)于滲流裝置的后視剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為本實用新型關(guān)于降雨裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，

圖5為本實用新型關(guān)于降雨裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖6為圖1中A處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：滲流裝置1、降雨裝置2、儲水罐3、管道4、閥門5、滴水板6、蓋板7、滲流箱8、濾布9、滲流集水箱10、殼體11、擋水板12、徑流收集箱13、濾水板14、外殼21、滴水孔61、滴水導管62、空腔81、掏土孔101、儀器采集孔102、滑槽103、刻度線104、插孔105、第二缺口201、插腳202。

具體實施方式

如圖1到6所示：一種二維降雨入滲試驗裝置，包括儲水罐3、滲流裝置1和降雨裝置2，儲水罐3通過帶有閥門5的管道4將水輸送到降雨裝置2內(nèi)，降雨裝置2將水滴落到滲流裝置1中，

所述滲流裝置1包括殼體11，殼體11上端為傾斜開口，在開口較低一端設(shè)有第一缺口，第一缺口兩側(cè)具有滑槽103，在滑槽103內(nèi)插入有擋水板12，在殼體11底部設(shè)有濾水板14，在殼體11側(cè)板上開設(shè)有多個用來插入水分傳感器的儀器采集孔102；

所述降雨裝置2包括外殼21，在外殼21安裝有滴水板6，外殼21下端開口形狀與殼體11上端開口形狀相對應，所述外殼21可分離式安裝在所述殼體11上，在外殼21一端設(shè)有與第一缺口相對應的第二缺口201，擋水板12可向上滑動到將第二缺口201封閉。

殼體11、外殼21擋水板12可以使用透明有機玻璃制成，四周用角鋼維護，各個儀器采集孔102呈矩陣分布，儀器采集孔102大小為剛好安放進水分傳感器為宜；在外殼21下端面上設(shè)有多個插腳202，在殼體11上端設(shè)有多個與插腳202相配合的插孔105，在外殼21安裝到殼體11上后，插腳202插入在插孔105中，插腳202和插孔105用來固定外殼21，在外殼21與殼體11之間接縫處和擋水板12與第二缺口201接縫處粘貼上膠布，以將接縫進行密封。

殼體11上端為傾斜開口，將土樣裝滿殼體11內(nèi)后，土樣上端面也為斜面，以模擬地表徑流，傾斜開口斜邊與垂直方向的夾角優(yōu)選為25度；在實驗時，可以將擋水板12向上滑動到將第二缺口201封閉，實現(xiàn)積水入滲實驗；將擋水板12移動到低于或平齊土樣斜面，讓雨水從第二缺口201中流出，實現(xiàn)雨水徑流實驗；將土樣裝滿殼體11內(nèi)后，可以在鏟除一部分土樣，將土樣修整至不同的傾斜角度，以適用不同坡度的經(jīng)流實驗。

所述殼體11是擱置在滲流箱8上，在滲流箱8內(nèi)設(shè)有底面為斜面的空腔81，在空腔81較低一端設(shè)有滲流集水箱10，殼體11內(nèi)的水穿過濾水板14流入到空腔81內(nèi)，空腔81內(nèi)的水匯集到集水箱10內(nèi)，在所述集水箱10上設(shè)有刻度線104。

在擋水板12下方外殼21上安裝有徑流收集箱13，在徑流收集箱13設(shè)有刻度線104。在做雨水徑流試驗是，水流滴落到土樣表面上后，由第二缺口201流入到徑流收集箱13中。

集水箱10和徑流收集箱13上面均設(shè)有刻度線104，這種結(jié)構(gòu)方便計算入滲量，便于獲取各方數(shù)據(jù)。

在殼體11外壁上設(shè)有多條刻度線104。外殼21上的刻度線104為現(xiàn)象觀測記錄標尺，可記錄濕潤面所處位置，同時，采用記號筆每隔5min記錄濕潤面曲線，試驗結(jié)束后轉(zhuǎn)化為坐標，可展現(xiàn)濕潤面隨時間變化的曲線。

在殼體11外壁上設(shè)有掏土孔101，在掏土孔101上可拆卸式安裝有可將其密封的蓋板7。蓋板7與殼體11外壁之間可以通過密封圈密封，掏土孔101和蓋板7的作用在于可以方便將殼體11內(nèi)的土樣排空，便于移動和清洗。

所述滴水板6包括滴水板6本體，在滴水板6開設(shè)有多個滴水孔61，所述滴水孔61形狀為倒置的喇叭形，在滴水孔61內(nèi)連通有滴水導管62。滴水導管62內(nèi)均0.2mm，在水進入到滴水孔61后由滴水導管62排出，以模擬雨水滴到地面。

本實用新型的操作步驟為：

（1）制作土樣，根據(jù)需要選擇土樣，本試驗采用粘性土，土樣經(jīng)過曬干后過2mm篩，按照所需的初始含水率調(diào)制土樣，經(jīng)過換算后轉(zhuǎn)換為壓實度，根據(jù)壓實度向滲透裝置中壓實土樣。裝填前需在過濾水板14上放置過濾布9，殼體11內(nèi)壁壁涂抹凡士林，減少邊壁效應，土樣需要分層壓實，本實驗每5cm為一層，填充土樣的過程需保持各層土樣的均勻性，層面需要進行打毛處理，本試驗采用坡度為25°的斜坡，斜坡處采用先填后挖的處理方式，避免表層土分布不均勻。即先填充完整的平面，后根據(jù)需要用刮土刀削出所需要的坡度。

（2）土樣裝填完整后，將降雨裝置2安裝到滲流裝置1上，并使用膠布將外殼21與殼體11接縫的部分密封。

（3）根據(jù)需要換算降雨量，降雨歷時等，降雨基本參數(shù)，在儲水罐3中放水，直到所需要的量為止。

（4）在采集孔102中插入TDR（水分傳感器）探針，調(diào)試好相關(guān)參數(shù)。

（5）當上述工作準備完成后，即可打開管道4上的閥門5，當水流入降雨裝置2后，將管道4左右移動，使水流均勻分布于滴水板6上，根據(jù)需要控制降雨時間，控制閥門5的開關(guān)狀態(tài)控制降雨量。

（6）降雨入滲開始后，每隔5分鐘從各個刻度尺上讀取入滲面的刻度，用細記號筆在邊壁上描摹出入滲面，試驗結(jié)束后可將入滲面轉(zhuǎn)換為坐標點，拍照分析處理。根據(jù)需要如果需要進行徑流試驗，可打開擋水板12，如果進行積水入滲則擋水板12關(guān)閉。

（7）記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗目的對不同的相關(guān)試驗結(jié)果進行比對。

（8）當入滲穩(wěn)定時，打開蓋板7，根據(jù)需要取樣并測其含水率。

（9）清洗試驗裝置，進行下一組試驗。